5. Nội dung nghiên cứu
3.2.1. Quá trình làm việc của bộ phận đập
Quá trình đập là quá trình phá vỡ sự liên kết giữa hạt và gié. Sự làm việc của bộ phận đập chịu ảnh hƣởng của nhiều yếu tố thuộc về vật liệu đập nhƣ: loại giống, độ ẩm khối lúa, tỷ lệ hạt trong khối lúa, độ chín của lúa, tạp chất cỏ rác...
Giống lúa có rất nhiều loại, cao cây hoặc thấp cây có ảnh hƣởng đến tỷ lệ hạt trên rơm, độ liên kết hạt và gié dễ rụng hoặc khó rụng, ví dụ: giống lúa C4-63 cần 0,78N để bứt hạt; lúa mì – 1,3N.
Độ ẩm trong khối lúa có ảnh hƣởng lớn đến sự làm việc của bộ phận đập. Độ dòn, độ dai của cây và hạt liên kết đều phụ thuộc vào độ ẩm. Ví dụ với độ ẩm 55%, để làm đứt cây lúa tiểu mạch cần 17Ncm. Độ ẩm cây lúa phụ thuộc vào lớp khí quyển và thay đổi tùy theo độ ẩm không khí, nó tăng khi nhiệt độ không khí giảm. Về mùa mƣa, độ ẩm hạt có thể tăng 22÷30% và mùa nắng 10÷20%. Độ ẩm tăng còn làm rơm dính vào máng, hạt dính vào rơm khó phân ly gây ra hao phí. Độ ẩm hạt dƣới ảnh hƣởng của nhiệt độ và độ ẩm không khí mà thay đổi trong suốt cả ngày đêm. Ngoài ra độ ẩm của hạt còn phụ thuộc vào độ chín của hạt. Ngƣời ta chia ra 3 mức độ chín:
- Hạt già có độ ẩm 50÷30%, màu xanh, loại này chƣa thu hoạch đƣợc.
- Hạt chín có độ ẩm 30÷15%, đã ngả sang màu vàng, độ liên kết với gié còn cao, khó rụng.
- Hạt chín hoàn toàn, có độ ẩm 14÷17%, có màu vàng đều. Cây khô, hạt dễ rụng. Thu hoạch trong thời kỳ này sẽ tăng hao phí do rơi vãi và hỏng hạt do các tác động cơ học của máy lên hạt, rơm vụn nhiều gây ra hiện tƣợng quá tải trên bộ phận làm sạch. Nhƣng chi phí công làm rụng hạt sẽ giảm.
Ta chú ý không phải toàn bộ gié lúa đều chín nhƣ nhau, ở giữa gié hạt chín hoàn toàn nên dễ rụng hơn ở hai đầu. Theo S.X. Baghinop thì ở giữa lực liên kết 3 lần nhỏ hơn ở 2 đầu. Thỉnh thoảng lực cần để tách hạt ở đầu gié cao hơn bình thƣờng 10 đến 20 lần.
Độ hạt trong khối lúa phụ thuộc vào điều kiện giống lúa và điều kiện sinh trƣởng. Trong đa số trƣờng hợp tỷ lệ đó của lúa mì Liên Xô thay đổi trong giới hạn từ 1:1,5 đến 1:2. Đối với lúa thƣờng có thể từ 1:1,5 đến 1:7. Tỷ lệ này còn phụ thuộc vào độ cắt cao; cắt càng cao thì tỷ lệ này càng cao.
Đối với hạt trong khối lúa có ảnh hƣởng trực tiếp đến chất lƣợng đập. Theo M.A. Puxtughin, khi đập tiểu mạch, nếu tăng tỷ lệ hạt từ 30% đến 60% thì độ đập sót sẽ giảm 0,6÷0,27% và độ tổn thƣơng hạt tăng 2,3÷4,8%.
Các yếu tố thuộc về cấu tạo của bộ phận đập nhƣ: số cái đập (hoặc thanh hoặc răng), góc bao, độ dài trống, đƣờng kính trống, vận tốc trống và khe hở giữa trống và máng trống. Các yếu tố này sẽ có ảnh hƣởng lớn đến hai chỉ tiêu: độ sót và độ nát. Độ sót và độ nát có giá trị ngƣợc nhau. Bộ phận đập càng nhiều cái đập, góc bao càng lớn, kích thƣớc càng tăng, khe hở máng và trống càng hẹp thì càng ít sót nhƣng sẽ nát nhiều và ngƣợc lại. Mặt khác, góc bao của máng trống đối với trống có ảnh hƣởng đến độ phân ly hạt khỏi rơm. Các thực nghiệm cho ta các dạng biểu thức phụ thuộc giữa các thông số nhƣ sau: (hình 2.1, 2.2, 2.3, 2.4). Hình 3.4. Sự phân ly hạt qua máng trống 1-Cung cấp dọc 2-Cung cấp ngang . . . . 2kg/s - - - 2,75kg/s ---3,75kg/s
(a)
(c)
(b)
Hình 3.7. Ảnh hưởng của tải trọng trống (a), độ ẩm hạt (b) và vận tốc quay (c) đến độ tổn
thương hạt. 1-Độ hao phí 2-Hạt không được đập
Ngoài ra việc cung cấp lúa vào bộ phận đập cũng có ảnh hƣởng đến quá trình đập. Việc cung cấp có thể thực hiện theo một trong ba sơ đồ sau đây (hình 3.8) cung cấp dọc, chiều dài cây lúa hƣớng theo chiều cung cấp (a), cung cấp ngang, chiều dài cây lúa nằm vuông góc với hƣớng cung cấp (b), cung cấp hỗn hợp (trƣờng hợp c).
(a) (b) (c)
Lúa cung cấp dọc: cây lúa đi vào trống theo hƣớng xuyên tâm hoặc dƣới một góc nào đó so với bán kính. Nếu cây lúa xuyên tâm thì gốc lúa nhận đƣợc va chạm mạnh, nó làm bứt gié hoặc chuyển từ vị trí 1 sang 1’. Nếu cây vào tạo thành với bán kính một góc thì va chạm sẽ có trƣợt, nó cũng đập gié lúa nhƣng đồng thời kéo căng gié vào trong rãnh giữa trống và máng trống, cho nên gié lúa ít bị đứt hơn so với trƣờng hợp xuyên tâm.
Hình 3.9. Cây lúa đi vào theo hướng cung cấp dọc
Sự kéo căng đƣợc thực hiện bằng lực ma sát giữa cây lúa vào mặt trống đập, những cây nằm gần mặt trống đập sẽ chuyển động nhanh hơn ở gần máng trống. Ở đầu vào của khe hở trống và máng trống cây trƣợt nhanh hơn ở giữa và ở đầu ra. Nhƣ vậy, trong khe hở của trống và máng trống, cây sẽ trƣợt thành lớp tƣơng đối với nhau, và nhận tác động của các đập có tính chất chu kỳ. Mỗi lần va chạm cái đập chuyền cho lớp lúa một gia tốc, trị số gia tốc thay đổi tùy theo vị trí và tính chất của khối lúa – chính sự va chạm đó làm cho hạt tách khỏi rơm và lọt qua máng trống.
Lúa cung cấp ngang diện ma sát giữa cây và cơ cấu đập sẽ lớn hơn lúc cung cấp dọc, và tăng lƣợng cây đi qua bộ phận đập, do đó năng suất sẽ cao hơn. Trong trƣờng hợp này cây ít trƣợt lên nhau vì do ít liên kết nhau, đặc biệt là ở những chỗ khe hở rộng nên việc tách hạt chủ yếu là do va đập chứ không phải do chà xát.
Lúc cung cấp hỗn hợp cây sẽ bị va đập và chà xát do sự liên kết giữa các cây lớn hơn hai trƣờng hợp trên. Trong trƣờng hợp này khối lúa đi qua trống sẽ phân bố đều hơn khi cung cấp dọc và ngang. Thí nghiệm chứng tỏ rằng 70÷75% hạt rụng do va chạm và số còn lại do chà xát. Ở trống đập thanh, 60÷65% số hạt tách khỏi gié ở ngay phần đầu máng trống, 25% ở phần giữa và 10% ở phần cuối. Khối hạt sẽ phân
ly khỏi khối rơm để lọt qua sàng (máng trống) và bộ phận giũ rơm. Trong trƣờng hợp bộ phận đập hƣớng trục, do góc bao lớn, đoạn đƣờng di chuyển của khối rơm chứa hạt sẽ đƣợc phân ly tất cả qua sàng (máng) bao quanh trống.